韓慶瑜,曹榮軍,王軍輝,祁 松,甘德軍,田開春,黃成名,李道新,祁萬宜
(1.湖北省宜昌三峽大老嶺自然保護區管理局,湖北 宜昌 443005;2.國家林業局林木培育重點實驗室中國林業科學研究院林業研究所,北京 100091;3.湖北省宜昌市夷陵區國有樟村坪林場,湖北 宜昌 443145;4.湖北省宜昌市林業科學研究所,湖北 宜昌 43111)
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鄂西山地云杉引種與栽培技術
韓慶瑜1,曹榮軍1,王軍輝2,祁 松1,甘德軍4,田開春3,黃成名4,李道新1,祁萬宜4
(1.湖北省宜昌三峽大老嶺自然保護區管理局,湖北 宜昌 443005;2.國家林業局林木培育重點實驗室中國林業科學研究院林業研究所,北京 100091;3.湖北省宜昌市夷陵區國有樟村坪林場,湖北 宜昌 443145;4.湖北省宜昌市林業科學研究所,湖北 宜昌 43111)
建立了世界水平的國家級云杉種質資源庫。在以國際林聯制定的種源試驗方案和我國林木遺傳育種學理論指導下,在全世界40個云杉種中收集到鄉土大果青扦和引種歐洲云杉等松科云杉屬1個針葉樹種的15個種、46個種源、298個家系和553個無性系,共計897份。選擇出了適應鄂西山地栽培的優質、高效和多功能森林速生樹種,結果表明:歐洲云杉30年生平均材積現實增益比人工林鄉土(CK)大果青扦材積提高52.2%,天然林大果青扦材積提高78.8%。從39個種源中選擇出歐洲云杉4個優良種源8年生平均樹高生長量比其它35種源平均樹高提高37.4%,其它云杉4個種平均樹高提高40.7%;比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高75.4%;比甘肅省小隴山地歐洲云杉優良家系和無性系平均樹高提高4.9%。從歐洲云杉553個無性系中選擇出49個優良無性系現實增益7年生平均樹高比其它504個平均樹高提高30.2%;比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高24.8%。歐洲云杉二代32個家系中選擇出3個優良家系現實增益6年生平均樹高比其它 29個平均樹高提高20.5%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高23.1%;與甘肅省小隴山地歐洲云杉優良家系和無性系生長量相吻合。從云杉266個家系中選擇出32個良家系現實增益7年生平均樹高比其它234個平均樹高提高18.1%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高33%。比甘肅省小隴山地云杉優良家系平均樹高提高26.2%。進行了歐洲云杉區域化試驗,適宜海拔1000~2000 m左右,歐洲云杉密度、整地與撫育栽培技術試驗,找出了最佳栽培方式。為云杉遺傳改良奠定了堅實的種質材料基礎。最適宜鄂西山地發展的是優質歐洲云杉種、種源、家系和無性系,可大力提高新造林分生產力。
鄂西山地;云杉引種和種源;無性系和家系;栽培技術
為了加快鄂西山地(大巴山、武當山、荊山、巫山等山脈組成)云杉遺傳改良的進程,需要營建國際化的種質資源庫,收集保存全世界豐富的云杉種質資源,拓展鄂西山地云杉遺傳改良的基礎研究和繁育平臺,構建具有鄂西山地云杉氣候資源特點的快捷遺傳改良和良種化現代體系。據此,在中國林業科學研究院林業研究所的大力支持和指導下,筆者于1979年引種神農架大果青扦(Piceaneoveitchii)和1984、1986、1993年開展了系統的歐洲云杉(Piceaabies)引種和2006年區域化試驗及栽培模式試驗以及云杉屬部分種的種源、無性系和家系試驗,選育適合鄂西山地育種區的高產優質云杉屬(Picea)種和種源、歐洲云杉無性系和家系、云杉家系等新品種,進行綜合配套試驗選擇研究,迄今已有37年了。目的在于利用早期選擇及多階段選優開展優良種、種源、無性系和家系的選擇,為發展鄂西山地云杉種、種源、無性系和家系提供科學依據。在我國鄂西山地建立了寶貴的種質資源庫,為建立國家用材林儲備制度和今后開展樹種改良提供了豐富的遺傳物質基礎。同時,也使該地區人工林的經營達到優質、高效和多功能森林的目標,推進鄂西山地云杉造林良種化和產業化進程。
試驗林地處鄂西山地的宜昌市國有大老嶺林場和夷陵區國有樟村坪林場等地點進行。鄂西山地位于長江中上游,與陜渝東、湘西交界,為我國東部平原丘陵區的一級階梯,向西進入我國中部山區的二級階梯的過渡區域,東經108°31′~111°05′,北緯29°31′~33°00′,海拔64.5 m(三斗坪)~3105 m(神農架),屬北亞熱帶季風氣候區,年平均氣溫為15~18 ℃,年降水量1000~1200 mm。極端最高氣溫達44 ℃,極端最低氣溫達-9.2 ℃。相對濕度達60%~89%,土壤屬于紅黃壤與黃棕壤地帶。植被以亞熱常綠闊葉林為基帶的山地植被,基帶以殼斗科的栲、青岡和櫟屬,或樟科的楠木屬、楨楠屬為群落的建群成份組成不同帶的常綠闊葉林。在山地垂直帶上有混交林、亞高山暗針葉林或落葉闊葉林等類型。有維管植物5582種,分屬于242科1374屬。
3.1研究材料來源
供試驗的材料全部由中國林業科學研究院林業研究所提供,在全世界40個云杉種中收集到鄉土大果青扦和引種歐洲云杉等松科云杉屬1個針葉樹種的15個種、46個種源、298個家系和553個無性系,共計897份種質資源;共12批次,引進培育種質資源苗木50多萬株造林;試驗林面積110 hm2,見表1。
3.2技術路線
按照國際林聯制定的種源試驗方案和我國林木遺傳育種學為指導,采用隨機完全區組設計;對云杉屬的神農架大果青扦(Piceaneoveitchii)、白扦(Piceameyeri)、川西云杉(Piceabalfouriana)、青海云杉(Piceacrassifolia)、紅皮云杉(Piceakoraiensis)、長葉云杉(Piceasmithiana)、麗江云杉(Picealikiangeusis)、青扦(Piceawilsonii)、黃果云杉(Piceahirtella) 和紫果云杉(Piceapurpurea)10個種;國外云杉種為歐洲云杉(Piceaabies)、白云杉(Piceaglauca)、藍云杉(Piceapungens)、黑云杉(Piceamariaa)、西加云杉(Piceasitchensis) 等5個種。做全分布區的采種,開展苗期和大田的試驗,以大田比較試驗為主體的技術路線。進行生長和抗性等多個特征、特性遺傳變異研究。通過以上研究,使云杉新品種選育研究更深入,更系統,并達到一個新的水平,以處于國際研究的先進行列。

表1 試驗材料數目和面積
注:括號中代表材料數
3.3調查方法
對引進的神農架大果青扦、各歐洲云杉種和種源;云杉種、種源、家系和無性系造林后37年、32年、30年、20年、12年和8年林木生長量進行調查;對歐洲云杉引種和種源試驗示范林生長量調查,采取樣地面積邊長10 m×10 m=100 m2。用鋼卷尺測定苗木生長量,用皮尺和日本國SK宣真工業株式會社測樹米尺測定樹高生長,用圍尺測定胸徑生長,進行每木檢尺。計算分析生長量情況,進行統計學分析。
林木引種馴化是人類利用、改造和保護樹種資源的重要手段。引進適宜生長及有經濟價值的外來樹種,不僅可以豐富本地的造林樹種,調整林木結構,提高林地生產力和改善森林景觀,而且可以為品種選育和改良提供新的基因資源。宜昌市林科所成立以來,尤其是20世紀70~80年代期間,先后從國外引進了上百個樹種,從中遴選出了日本落葉松、日本柳杉等多種速生優良樹種,并成功地營造了大面積的速生豐產林。歐洲云杉是從國外同期引種的包括歐洲赤松、美班克松和花旗松、日本冷杉等10多個樹種中生長表現較好的樹種之一。通過37年的試驗,林木生長勢良好,大老嶺林場已有多株開始開花結實。
4.1歐洲云杉的植物學特征
歐洲云杉(Piceaabies)屬松科,云杉屬,常綠大喬木,高50 m,胸徑1.5~2.5 m。樹皮深灰色,綜裂成小塊薄片,樹冠尖塔形,枝輪生、濃密,新梢弧形葉羽毛狀,主側枝斜上伸展,小枝通常下垂,一年生小枝紅褐色,無毛或有疏毛,無白粉,芽鱗先端反卷;冬芽圓錐形,先端尖,鱗片紅褐色,有縱脊,具短柔毛;葉螺旋狀排列,越冬頂芽周圍針葉順時針旋轉,主干針葉近貼近樹干,側枝針葉與枝干呈60度角,葉四棱形,直或微彎,葉長1.2~2.5 cm,橫切面斜方形,四邊均有氣孔線。花雌雄同株,花期5~6月,雌球花和雄球花于5月下旬~6月上旬,球果下垂,種鱗宿存,苞鱗短小,不外露。球果圓柱形,長10~15 cm,成熟淺綠色,熟后淡褐色;種鱗較薄,斜方狀倒卵形,先端截形微凹,邊緣有不規則鋸齒,球果在當年的秋季種子成熟散落或宿存數月至1年。種子長4 mm,翅長1.5~1.7 cm。材質硬、重量輕、顏色淺、紋理細密、質地均勻,纖維粗度為12.84 g/100 mm,寬度0.04484 mm,長寬比37.24 mm,可作樂器的共鳴板以及其它建筑用材,是很有潛力的工業用材樹種。在城市可以用作美化觀賞樹種,廣泛用作圣誕樹。
4.2歐洲云杉原產地概況
歐洲云杉(Piceaabies)主產挪威,廣泛分布于歐洲的中部和北部,從比利牛斯山、阿爾卑斯山到巴爾干半島,向北到德國東部和斯堪的納維亞半島,向東通過波蘭到烏拉爾山及波羅的海地區,廣泛分布于歐洲的中部和北部,是德國、捷克、匈牙利和意大利等歐洲14個國家的鄉土樹種。垂直分布在海拔2000 m左右的地區,但目前人們在1000 m以下的低海拔也能栽培。原產地降雨量500~1000 mm氣候類型屬亞寒帶、溫帶濕潤氣候,夏季干燥而涼爽,冬季濕潤而溫暖。歐洲云杉喜酸性、肥沃的土壤,能生長在積水較多的粘土上。在美國東部和加拿大東部也有引種栽培。該樹種具有適應性強,耐霜凍,生長潛力大,枝條濃密,材質硬,重量輕、顏色淺、紋理細密、質地均勻,纖維長等特點,已成為西歐、北歐、波羅的海沿岸國家和俄羅斯、加拿大等國的主要工業用材樹種。
4.3國內引種情況
1936年廬山植物園開始引進歐洲云杉,60年生大樹高達18 m,胸徑65 cm,材積2.8571 m3。目前該樹種長勢良好,表現出抗風雪嚴寒、耐冰凍雪壓的較強適應性。此外長春、遼寧熊岳、呼和浩特、北京、延安、青島、杭州等地均有引種栽培。青島中山公園20年生歐洲云杉,樹高11 m,胸徑35 cm,材積0.5523 m3。我國大陸引種范圍由北緯29°~43°,東經106°~125°;海拔由26.42~1600 m;土壤pH值4.9~6.5到pH值8(呼和浩特),pH值8(延安)。其引種范圍之廣,自然條件差異之大,足以說明歐洲云杉在我國具有較強在適應性。
20世紀80年代初,湖北宜昌在中國林業科學研究院林業研究所的支持下,先后從歐美亞10個國家引進了歐洲云杉等種子營造試驗林。試驗結果表明,歐洲云杉對氣候的適應性范圍較廣,既適宜溫暖濕潤的氣候,但也耐大氣干旱。根據生長量比較分析,在鄂西山地大老嶺林場栽培歐洲云杉法國種源32年最大單株樹高16.3 m,胸徑44.2 cm,材積1.4666 m3;德國種源30年最大單株樹高15.8 m,胸徑35.5 cm,材積0.9092 m3,當年抽稍最高1.1 m。建始長嶺崗林場歐洲云杉德國種源18年最大單株樹高10.2 m,胸徑21.3 cm,材積0.1485 m3,當年抽稍最高1.25 m。未有遭遇雨雪冰凍災害,也未發生病蟲害,具有較強的抗逆性和適應性,現已推廣造林2000 hm2。歐洲云杉在鄂西山地表現更加速生,單位面積年生長量高,材質優良,是培育紙漿材和大經材的理想樹種之一,在鄂西山地和北方高緯度地區作為重要的工業用材樹種和園林綠化樹種,廣泛應用于人工造林,推廣應用前景十分廣闊。
5.1試驗地概況
引種試驗點先后分別位于宜昌市國有大老嶺林場、恩施州建始縣長嶺崗林場、宜昌市夷陵區樟村坪林場、興山縣墳淌坪林場、神農架林區林科所、五峰后河國有實驗林場和五峰縣國有大花坪林場。
大老嶺林場位于湖北省宜昌市長江西陵峽北岸約50 km處的大老嶺林場,范圍其山勢水系都以天寶山為中心,呈放射狀向四周延伸,中間高,四周低; 100°52′47″~111°00′21″E,30°00′13″~31°04′07″N,海拔960~2005.5 m,總面積7000 hm2,屬典型的北亞熱帶山地氣候;年平均氣溫11 ℃,最高氣溫27 ℃,最低氣溫-15 ℃。年降雨量1400~1600 mm,相對濕度89%,無霜期220 d左右。土壤以山地黃棕壤為主,土層深厚肥沃,有機質含量高達9%~12%,質地疏松,透氣性能良好。森林植被豐富,有8個植被型,50個群系,植物種類繁多,據初步調查有種子植物149科768屬2017種,既有馬尾松、杉木、華山松、巴山松、馬褂木、銀鵲等鄉土樹種;又有日本落葉松、水杉、柳杉、歐洲云杉和赤松等引進樹種;還有珙桐、連香等珍稀樹種。
建始長嶺崗林場110°03′E,30°48′N。場內地勢較高,海拔1600~1900 m,相對高差200 m,平均坡度25°,總面積1000 hm2,屬北亞熱帶氣候;年平均氣溫11.7 ℃,極端最高氣溫29 ℃,極端最低氣溫-17.2 ℃ 。年降水量 1884.3 mm,相對濕度85%,無霜期203 d。土壤為山地棕壤。森林植被豐富,主要鄉土喬木樹種有水冬瓜、擦木、漆樹、鵝掌揪、樺木、錐栗等,主要引進樹種有日本落葉松、華山松等。
樟村坪林場位于宜昌市西北部,是武陵山區與秦巴山區的中間地帶;111°4′~111°13′E,31°11′~31°18′N,海拔900~1962 m,總面積7000 hm2,屬亞熱帶濕潤季風氣候區;年平均氣溫12.6 ℃,最高溫度為37 ℃,極端端最低溫-20 ℃。年降雨量1450~1900 mm,相對濕度80%,無霜期205 d左右。土壤以山地黃壤為主,pH值在6.1~7.2之間,土層厚度為50~110 cm,自然養分含量高。植被屬北亞熱帶“秦巴山地”落葉闊葉林和針葉林帶,已知的有植物有82科392種。
墳淌坪林場位于宜昌市興山縣,111°3′17″E,31°8′28″N,海拔1500 m,總面積3047 hm2,屬北亞熱帶山地季風氣候。年均氣溫12.6 ℃,最高溫度為37℃,極端端最低溫-20 ℃。年降雨量1650 mm左右,相對濕度80%,無霜期158~218 d。土壤為山地棕壤,森林植被豐富, 主要鄉土喬木樹種有大葉楊、擦木、漆樹、鵝掌揪、樺木、錐茅栗等.主要引進樹種有華山松、日本落葉松等。
神農架林區林科所位于神農架林區松柏鎮送郎山、五峰山森林旅游景區內,東經110°24′16″,北緯31°27′17″,海拔1110~1200 m,總面積2000 hm2。屬大巴山余脈,中緯度北亞熱帶季風區,氣溫偏涼而且多雨。年平均氣溫11.7 ℃,極端高溫36.4 ℃,極端低溫-17.7 ℃。年降水量973.3 mm,相對濕度80%,無霜期227 d。植物資源豐富,是紅豆杉、篦子三尖杉等珍稀樹種的棲息地。主要鄉土樹種有栓皮櫟、茅栗、青岡櫟、山楊、樺樹、油松、華山松、高山刺葉櫟、燈臺樹等;主要引進樹種有華山松、日本落葉松等。
后河林場位于鄂西南五峰土家族自治縣中南部,屬于云貴高原武陵山脈東北支脈地帶,東經110°22′~110°52′,北緯29°59′~30°10′,海拔398.5m~2252.2 m,總面積40964.9 hm2。亞熱帶季風性氣候區,四季分明、垂直氣候明顯。年平均氣溫為11.5 ℃,年降水量1814.0 mm,年無霜期211 d,年平均相對濕度76%,土壤為黃棕壤。有11個植被型,45個群系49個群叢,以森林植被為主,其中又以闊葉林為主,其次為針葉林。
夷陵區鴉鵲嶺鎮東西泉村羅澤華苗圃位于夷陵區東部,東經111°10′52″,北緯30°14′40″,海拔160 m,屬中亞熱帶濕潤氣候,年平均氣溫16.5 ℃,年均降水量1078.8 mm。土壤有機質含量豐富,為丘陵崗地。
大花坪林場位于鄂西南五峰土家族自治縣中南部,地處云貴高原東延部分的尾部地帶,屬武陵山余脈,東經110°14′9″,北緯31°7′2″,海拔1540~2260 m,總面積8133.3 hm2,以石灰巖和灰質頁巖為主。
5.2造林試驗結果與分析
先后于1979年從神農架引入鄉土大果青扦和1984年從中國林科院林研所引進歐洲云杉法國(北京育苗3年生)種源,1986年歐洲云杉德國(種子8601)和(北京育苗3年8801)種源,美國花旗松(Pseudotsugamenziesii),日本冷杉(Abiesfirma)及歐洲赤松(Pinussylvestris)法國海牙種源大老嶺林場海拔1670老場部屋后,塊狀對比試驗。分別在大老嶺林場新宮海拔1300 m、清涼灣海拔1650 m、沙河老場部海拔1680 m和燒香堡1770 m造林。1993年從中國林科院林研所引進歐洲云杉德國種源種子育苗、在湖北建始縣國有長嶺崗林場擴大引種試驗造林。經32年的試驗表明,生長勢表現良好,2006年冬、2008年和2009年春再次引進歐洲云杉捷克種源3年生苗木分別在湖北宜昌國有大老嶺林場海拔1231 m、1335 m、1361 m、1758 m、1821 m、1916 m;國有樟村坪林場海拔1060 m、1110 m、1502 m;興山縣國有墳淌坪林場海拔1505 m、1578 m、1714 m;湖北神農架林區林科所海拔1119 m;湖北五峰后河國有實驗林場海拔875 m;丘陵崗地羅澤華苗圃海拔160 m和五峰縣國有大花坪林場2016 m開展海拔區域試驗示范林,見表2。1986年引種的歐洲云杉德國種源種子(8601)樹齡25年時就開始開花結實,樹高、胸徑和材積與鄉土針葉樹種杉木、巴山松和油松相比達到極顯著或顯著性差異水平。
5.2.1造林成活率、保存率調查分析
我們對造林后成活率和保存率的調查結果見表2。
5.2.2生長量調查分析
2015年11月調查大老嶺林場試驗點的首次引進的神農架大果青扦試驗林37年(1979年)生最大單株樹高11.7 m,胸徑30.8 cm,材積0.6309 m3;初次引種歐洲云杉法國種源試驗林32年(1984年)生最大單株樹高16.3m,胸徑44.2 cm,材積1.4666 m3;德國種源30年(1986年)生最大單株樹高16.8 m,胸徑35.5 cm,材積0.9093 m3,當年生最大抽稍1.1 m;捷克種源12年(2007年)生最大單株樹高3.5 m,胸徑6.3 cm,材積0.0158 m3,當年生最大抽稍0.92 m。長嶺崗林場歐洲云杉德國種源20年(1993年)生最大單株樹高10.5 m,胸徑22.0 cm,材積0.257 m3,當年生最大抽稍1.25 m。樟村坪林場歐洲云杉捷克種源12年(2007年)生最大單株樹高3.3 m,胸徑6.2 cm,材積0.0155 m3,當年生最大抽稍0.91 m。墳淌坪林場歐洲云杉捷克種源12年(2007年)生最大單株樹高3.6 m,胸徑6.3 cm,材積0.0158 m3,當年生最大抽稍0.67 m。神農架林區林科所歐洲云杉捷克種源12年(2007年)生最大單株樹高3.6 m,胸徑6.4 cm,材積0.0160 m3,當年生最大抽稍1.0 m。后河林場歐洲云杉捷克種源12年(2007年)生最大單株樹高2.9 m,胸徑5.1 cm,材積0.0128 m3,當年生最大抽稍1.0 m。大花坪林場歐洲云杉德國種源4年(2015年)生最大單株樹高0.56 m,地徑1.2 cm,當年生最大抽稍0.14 m。丘陵崗地羅澤華苗圃歐洲云杉德國種源10年(2015年苗齡5年)生最大單株樹高3.0 m,胸徑5.5 cm,材積0.0138 m3,當年生最大抽稍0.33 m。歐洲云杉生長量比較見表3。

表2 歐洲云杉不同海拔造林情況

表3 人工林歐洲云杉生長量比較
以海拔為因素、樹高生長量為指標進行單因素方差分析,分析結果如表4,表中Fα=6.2>F0.05=3.49;Fα=6.2>F0.01=5.95,說明海拔間差異顯著。

表4 歐洲云杉在不同海拔間方差分析
歐洲云杉在不同海拔間差異顯著,進行q多重比較如表8,計算L.S.D.,5%L.S.D.=t0.05×Sd=0.34782;1%L.S.D.=t0.01×Sd=0.491691,多重比較表明,海拔875 m與海拔1578 m差異不顯著,與其它地點差異顯著;海拔1578 m與海拔1916 m、1119 m差異不顯著與其它海拔點差異顯著;海拔1916 m、1821 m與其它海拔1119 m、1505 m差異顯著;海拔1916 m、1821 m、1361 m、1758 m、1335 m、1060 m之間差異不顯著。
結合各海拔點立地條件分析,興山縣墳淌坪林場情人彎海拔1578 m為局部沼澤地,歐洲云杉捷克種源12年(2007年)生最大單株樹高2.8 m,胸徑4.9 cm,材積0.0133 m3,磨子槽海拔1714 m、12年(2007年)生最大單株樹高3.8m,胸徑6.3 cm,材積0.0158 m3,石坂坪海拔1502 m、12年(2007年)生最大單株樹高3.6 m,胸徑8.3 cm,材積0.0208 m3。神農架林區林科所海拔1119 m、12年(2007年)生最大單株樹高3.6 m,胸徑6.4 cm,材積0.0160 m3;由此判斷其差異為土壤或管理差異造成。大老嶺林場郭家埡海拔1758 m、12年生日本落葉松中齡林與歐洲云杉捷克種源混交林;大花坪林場海拔2016 m、4年(2015年)生最大單株樹高56 cm,地徑1.2 cm。調查表明,歐洲云杉捷克種源耐陰性強,但植株個體間高生長量差異明顯,最低的植株僅為上層木或未遮陰林分的60%,見表5。

表5 q多重比較
5.3討論
(1)經過37年的多批次多試點引種研究,歐洲云杉30年生平均材積現實增益比人工林鄉土大果青扦材積提高52.2%,天然林大果青扦材積提高78.8%。比引入的日本冷杉材積提高47.2%,美國花旗松材積提高54.7%,歐洲赤松材積提高146.1%。宜昌杉木材積提高107.2%,三峽華山松材積提高118.9%,三峽巴山松材積提高122.6%,北方油松材積提高135.7%。
(2)通過多點海拔適生區域試驗,歐洲云杉適宜鄂西山區海拔1000~2000 m,年降水量在1000 mm以上的冷涼山區栽培。見參考文獻[1]~[5]已發表的論文,此處不再重復。
云杉種和種源見參考文獻[6]~[7]已發表的論文,此處不再重復 。
歐洲云杉優良無性和家系見參考文獻[9]~[11]已發表的論文,此處不再重復。
云杉優良家系見參考文獻[12]~[23]已發表的論文,此處不再重復)。
云杉栽培技術見參考文獻[24]~[26]已發表的論文,此處不再重復。
首次在我國開展了“鄂西山地云杉引種與栽培技術”。
(1)1979~2015年,歷時37年,建立了世界水平的國家級云杉種質資源庫。在以國際林聯制定的種源試驗方案和我國林木遺傳育種學理論指導下,在全世界40個云杉種中收集到鄉土大果青扦和引種歐洲云杉等松科云杉屬1個針葉樹種的15個種、46個種源、298個家系和553個無性系,共計897份;為云杉遺傳改良奠定了堅實的種質材料基礎。開展了4次云杉屬的神農架(CK)大果青扦和引種歐洲云杉試驗示范林,以生長量、形態等特征、特性,選擇出適應鄂西山地栽培的優質、高效和多抗速生樹種歐洲云杉,并進行了示范性推廣應用。歐洲云杉30年生平均材積現實增益比人工林鄉土大果青扦材積提高52.2%,天然林大果青扦材積提高78.8%。
(2)2003~2015年,歷時13年,進行了3次云杉種和種源田間試驗林。①從云杉5個種中選擇出1個優良歐洲云杉現實增益8年生平均樹高比其它 4個種平均樹高提高29.4%;18個種源中選擇出2個優良種源8年生平均樹高比其它 16種源平均樹高提高25.7%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高71.4%。比甘肅省小隴山歐洲云杉優良家系和無性系平均樹高提高2.5%。②云杉3個種中選擇出1個優良歐洲云杉現實增益7年生平均樹高比其它 2個種平均樹高提高54%;21個種源中選擇出2個優良種源7年生平均樹高比其它 19個種源平均樹高提高49%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高79.4%。比甘肅省小隴山歐洲云杉優良家系和無性系平均樹高提高7.3%。
(3)2008~2015年,歷時8年,進行了3次歐洲云杉優良無性系和家系田間試驗林。①從歐洲云杉378個優良無性系中選擇出36個優良無性系現實增益7年生平均樹高比其它 342個平均樹高提高36%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高38.9%。與甘肅省小隴山優良無性系生長量結果相吻合。②歐洲云杉175個優良無性系中選擇出13個優良家系現實增益5年生平均樹高比其它 162個平均樹高提高24.3%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高10.6%。與甘肅省小隴山優良無性系生長量結果相吻合。③歐洲云杉32個二代家系中選擇出3個優良家系現實增益6年生平均樹高比其它 29個平均樹高提高20.5%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高23.1%。與甘肅省小隴山優良無性系生長量結果相吻合。
(4)2008~2015年,歷時8年,進行了3次云杉優良家系田間試驗林。①從川西云杉西藏75個家系中選擇出8個優良家系現實增益7年生平均樹高比其它 67個平均樹高提高24.3%。與神農架(CK)大果青扦生長量結果相吻合。比甘肅省小隴山川西云杉西藏優良家系平均樹高提高29.1%。②川西云杉香格里拉32個家系中選擇出5個優良家系現實增益7年生平均樹高比其它 27個平均樹高提高12.4%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高44%。比甘肅省小隴山川西云杉香格里拉優良家系平均樹高提高22.7%。③川西云杉云南66個家系中選擇出5個優良家系現實增益6年生平均樹高比其它 36個平均樹高提高23.6%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高50.1%。比甘肅省小隴山川西云杉云南優良家系7年生樹高提高28.1%。④紅皮云杉37個家系中選擇出系4個優良家現實增益7年生平均樹高比其它 33個平均樹高提高15.1%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高50.1%。比甘肅省小隴山紅皮云杉優良家系平均樹高提高28.1%。⑤麗江云杉15個家系中選擇出3個優良家系現實增益7年生平均樹高比其它 12個平均樹高提高16.5%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高52.9%。比甘肅省小隴山麗江云杉優良家系平均樹高提高20.5%。⑥青海云杉15個家系中選擇出3個優良家系現實增益7年生平均樹高比其它12個平均樹高提高10.4%。與神農架(CK)大果青和甘肅省小隴山青海云杉優良家系平均樹高生長量相吻合。⑦青扦9個家系中選擇出1個優良家系現實增益7年生平均樹高比其它8 個平均樹高提高9.2%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高0.5%。比甘肅省小隴山青扦優良家系平均樹高提高20.5%。⑧黃果云杉7個家系中選擇出1個優良家系現實增益7年生平均樹高比其它 6個平均樹高提高40.2%。與神農架(CK)大果青和甘肅省小隴山青海云杉優良家系平均樹高生長量相吻合。⑨紫果云杉5個家系中選擇出1個優良家系現實增益7年生平均樹高比其它4 個平均樹高提高10.8%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高43.2%。比甘肅省小隴山紫果云杉優良家系平均樹高提高34.5%。⑩長葉云杉優良家系7年生平均樹高生長量比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高150.5%。比甘肅省小隴山林業實驗局林科學研究所國家云杉基地長葉云杉優良家系平均樹高提高83.5%, 當年抽稍提高14.8%,地徑提高8.3%。選擇出長葉云杉1個優良家系現實增益4年生平均樹高比其它 3個平均樹高提高21%,當年抽稍提高18.7%,地徑提高2.2%,頂輪分枝數提高15%。比神農架(CK)大果青扦平均樹高提高269.5%。比甘肅省小隴山林業實驗局林科學研究所國家云杉基地長葉云杉優良家系平均樹高提高80.2%,地徑提高83.3%。
(5)2004~2015年,歷時12年,進行了歐洲云杉區域化試驗,適宜海拔1000~2000 m左右。歐洲云杉密度、整地與撫育栽培技術試驗,找出了最佳栽培方式。
(6)歐洲云杉試驗林地最大的氣象災害為多年來,未見洪災襲擊,1984年7月25日夜23:30至次日凌晨3:30,僅4 h內降大到暴雨300 mm。2003年冬季的突發性普降大雪和寒潮及小雨造成的冰凍,極端最低溫-20 ℃條件下。2013年8月1日,大老嶺出現雷雨大風、短時強降水等強對流天氣,降雨量達135.7 mm,小時最大降雨量達46.6 mm。造成當地鄉土樹種整株翻倒和頂枝折斷。近33年間末看到歐洲云杉種、種源、家系和無性系及栽培模式等林木,在海拔1000~1950 m的范圍內有凍害,凌折和其它病蟲害;具較強的抗自然災害能力。
(7)本著邊試驗示范、邊調查研究、邊推廣應用的原則,課題組和合作單位于2003年開始優質歐洲云杉推廣應用到鄂西、西北甘肅省小隴山林科所和東北黑龍江省林科所等地區,營造優質高效多抗工業用材林2000 hm2;迄今已有13年了。采用普通種子造林,年蓄積10.5 m3/hm2。采用優良材料造林,現實增益只按10%計算,年材積增加1.05 m3/hm2,2000 hm2增加2100 m3×出材率70%=1470 m3,按1000元/m3計算,每年增加良種經濟效益147萬元。年蓄積12 m3/hm2, 2000 hm2×12 m3×10年=240000m3×出材率70%=168000 m3;按1000元/m3計算,10年總收入1.68億元;新增利潤按10%計算為1680萬元,新增稅收按10%計算為1680萬元。在我國北亞熱帶地區建立了寶貴的種質資源庫,為建立國家儲備林制度和全國木材戰略儲備生產基地建設及為今后開展樹種改良提供了豐富的遺傳物質基礎。取得了顯著的經濟、社會和生態三大效益;推廣應用前景十分廣闊。
最適宜鄂西山地(海拔1000~2000 m左右)發展的是優質歐洲云杉種、種源、家系和無性系,可大力提高新造林分生產力。本研究不僅填補了川渝東、鄂湘西地區空白;還使我國鄂西山地云杉引種與栽培技術進入國際先進行列。建議加大推廣優質歐洲云杉造林綠化力度;對云杉屬的種、種源、家系和無性系等研究深入持久地開展下去。
致謝:特別是在研究過程中得到了中國林業科學研究院馬常耕研究員、張守攻研究員、孫曉梅研究員、王軍輝研究員,中國科學院武漢植物植物園金義興研究員、中國科學院沈陽應用生態研究所張頌云研究員,國家林業局林產工業規劃設計院王希群教授級高級工程師,湖北省林業廳林木種苗管理總站王宏乾正高級工程師,原湖北省林科所所長方建初研究員,宜昌地區林業局副局長陳國賢、副局長王震遠,宜昌地區林科所所長、書記金亞先高級工程師、周新成高級工程師、殷先覺高級工程師和茅昌勇高級工程師,宜昌國有大老嶺林場場長、書記屈家寬及許方明、王輝運等林業界前輩和同仁們熱情鼓勵、指導和支持,謹致忱摯的謝意。
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2016-07-02
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韓慶瑜(1969—),男,高級工程師,主要從事林木遺傳育種和天然林保護研究。
王軍輝(1972—),男,研究員,博士生導師,主要從事林木遺傳育種研究。
S791
A
1674-9944(2016)15-0001-08